一种快速检测贝类中多溴联苯醚残留量的方法

摘要

本发明涉及一种快速检测贝类中多溴联苯醚残留量的方法，其特征在于：采用短柱长、薄液膜的毛细管柱(DB‑5MS，15m×0.25mm×0.10μm)，结合气相色谱‑电子轰击离子化/质谱法(GC‑EI/MS)进行检测。本发明首次将新型油脂净化粉(EMR‑Lipid)用于贝类中多溴联苯醚分散固相萃取的前处理中，通过改进的QuEChERS技术，可实现样品中脂肪类的大量、快速去除。方法操作简单，成本较低。2)对于基质复杂样品，进一步结合浓硫酸氧化净化技术，更好的降低基质干扰，并极大的提高了检测效率。3)选用短柱长、薄液膜的毛细管柱(DB‑5MS,15m×0.25mm×0.10μm)，结合气相色谱‑电子轰击离子化/质谱法(GC‑EI/MS)，实现了水产样品中低溴代及高溴代联苯醚的同时快速定性和定量分析。

说明书

技术领域

本发明属于水产品检测技术领域，特别涉及一种改进QuEChERS-前处理结合气相色谱-电子轰击离子化/质谱(GC-EI/MS)检测贝类中多溴联苯醚的方法。

背景技术

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一种溴系阻燃剂,广泛用于电子产品、纺织等工业领域(Wong MH,Wu SC,Deng WJ,et al.EnvirPollu,2007,149(2):131-140)。PBDEs在生产、使用过程中易通过蒸发、渗漏等途径进入环境，由于多溴联苯醚分子结构中存在p-π健、π-π健和共价键等稳定作用力，其具有亲脂性、持久性和生物累积性，在环境中难降解,属于持久性有机污染物(Nerissa W,Thomas H,OlafP,et al.Env Sci Tec,2007,41(5):1584-1589)。2011年8月4日，欧洲食品安全局(EFSA)通过欧盟委员会公布了食品中PBDEs的污染情况报告，发现食品中的PBDEs主要存在于养殖和捕捞的鱼类及其他海洋生物体中，八种PBDEs(BDE-28，-47，-99，-100，-153，-154，-183和-209)在食品中的污染问题最为严重，称为指示性单体。

目前国际上PBDEs的分析方法主要有气相色谱-负化学离子源/质谱法(GC-NCI/MS)、气相色谱-电子轰击离子化/质谱法(GC-EI/MS)、气相色谱-电子轰击离子化/高分辨质谱法(GC-EI/HRMS)和气相色谱-电子轰击离子化/串联质谱法(GC-EIMS/MS)。其中，GC-EI/HRMS和GC-EIMS/MS具有高的购置和维护成本，普及率低，难以推广；GC-NCI/MS虽然具有高的特异性和灵敏度，但该方法只是针对特征离子Br^–检测，除了不能消除样品基质中所存在的共流Br^–离子干扰外，还限制了同位素稀释方法的使用；GC-EI/MS方法普及率高，结合薄液膜、短柱长的毛细管柱可以解决高溴代低响应的问题，同时对低溴代灵敏度较高，可以满足环境及生物样品中多种PBDEs的快速检测，适合开展相关工作。

PBDEs在环境介质以及生物体中分布范围广泛，同时存在着多种同系物，因此对样品的前处理方法提出了较高要求。目前研究的前处理方法主要有索氏提取法、液液萃取法等传统方法，以及加速溶剂萃取法和超声波辅助提取法等新型提取方法，提取效率相对较高。但生物体等基质复杂、干扰较大，需要结合中性Al₂O₃、中性硅胶、碱性硅胶、酸性硅胶等多层净化材料或填充柱(李敏洁,金芬,杨莉莉等，分析化学，2014,42(9)：1288-1294)，才能实现提取液的较好净化。且净化材料制备程序复杂、成本较高。

目前，针对生物样品中多溴联苯醚的现有检测方法，常需要凝胶渗透色谱柱(GPC)、硅胶柱或氧化铝柱等进行纯化，前处理耗时费力、成本较高。且检测用常规毛细管柱对高溴代联苯醚尤其是BDE-209的保留较强，灵敏度较低，与多种低溴代同系物难以同时检测。GC-NCI/MS检测方法存在基质干扰问题，另外高分辨质谱较难操作、普及率低。针对以上问题，本发明选择八种指示性多溴联苯醚(BDE-28，-47，-99，-100，-153，-154，-183和-209)作为研究对象，采用正己烷-丙酮混合有机相提取，无水硫酸钠干燥、新型油脂净化粉(EMR-Lipid)改进的QuEChERS技术，并结合浓硫酸氧化净化，实现了贝类中多溴联苯醚的高效前处理。并选用短柱长、薄液膜的毛细管柱(DB-5MS,15m×0.25mm×0.10μm)，结合气相色谱-电子轰击离子化/质谱法(GC-EI/MS)，提高检测灵敏度，实现了贝类样品中低溴代及高溴代联苯醚的同时快速定性和定量分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速检测贝类中多溴联苯醚残留量的方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案如下：

6890-5973气质联用仪(安捷伦公司，美国)。Talboys型旋涡混合器(上海安谱科学仪器有限公司)，BT224S分析天平(Sartorius公司，法国)，N-EVAP^TM112型氮气吹扫仪(Organomation公司，美国)，Milli－Q型超纯水仪(Millipore公司，美国)。

BDE混合标准溶液(溶剂为异辛烷)，包括美国环境保护署(EPA)1614草案中优先关注的8种BDE单体：BDE-28(2,4,4'-三溴联苯醚)、BDE-47(2,2',4,4'-四溴联苯醚)、BDE-100(2,2',4,4',6-五溴联苯醚)、BDE-99(2,2',4,4',5-五溴联苯醚)、BDE-154(2,2',4,4',5,6'-六溴联苯醚)、BDE-153(2,2',4,4',5,5'-六溴联苯醚)、BDE-183(2,2',3,4,4',5',6-七溴联苯醚)和BDE-209(十溴联苯醚)。其中BDE-209质量浓度为200μg/mL，其余单体的质量浓度均为20μg/mL。内标物：PCB209(2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-十氯联苯)。以上药品均购于美国AccuStandard公司。QuEChERS dSPE EMR-Lipid净化粉(Agilent公司)，正己烷、丙酮(HPLC级，Merk公司)，其他试剂皆为分析纯。

混标使用液：准确吸取一定量BDE混合标准溶液，用异辛烷稀释配成1μg/mL(BDE-209为10μg/mL)的混合溶液，避光4℃冷藏保存。

气相条件：DB-5MS色谱柱(15m×0.25mm×0.10μm)；进样量:1μL；进样口：300℃；载气：He气，载气流速1.0mL/min；程升程序：90℃保持1min，10℃/min速率升温至330℃，保持5min。

质谱条件：电子轰击源(EI)，选择离子扫描模式(SRM)；电离电压为70eV；接口温度为300℃，离子源温度为150℃。其他相关质谱条件见表1。

表1多溴联苯醚相关质谱参数

注：*定量离子

具体方法：

将水产样品取可食部分匀浆，冷冻干燥后用研钵研碎，称取试样20g(精确到0.01g)，置于50mL具塞离心管中，加入内标标准工作液；同时加入10mLH₂O，2gNaCl，20mL正己烷-丙酮溶液(1:1)涡旋萃取10min，4000r/min离心5min，将提取液转移至另一50mL离心管。再加入20mL正己烷-丙酮溶液(1：1)重复提取一次，合并提取液于同一离心管中。

之后进行以下步骤：

向上述提取液中加入5g无水硫酸钠、2g EMR-Lipid净化粉。涡旋2min后4000r/min离心5min，上清液氮气吹干(40℃以内)。之后将上述样品用1mL正己烷溶解后至5mL离心管，加入200uL浓硫酸，涡旋离心后取上清液(8000r/min,5min)至另一5mL离心管，加入1mL2％Na₂SO₄水溶液清洗，上清液氮气吹干后，0.5mL异辛烷定容，供气相色谱-质谱仪测定。

本发明选择八种指示性多溴联苯醚(BDE-28，-47，-99，-100，-153，-154，-183和-209)作为研究对象，采用正己烷-丙酮混合有机相提取，无水硫酸钠干燥、新型油脂净化粉(EMR-Lipid)改进的QuEChERS技术，并结合浓硫酸氧化净化，实现了贝类中多溴联苯醚的高效前处理。选用薄液膜的毛细管柱(DB-5MS,15m×0.25mm×0.10μm)，结合气相色谱-电子轰击离子化/质谱法(GC-EI/MS)，实现了水产样品中低溴代及高溴代联苯醚的同时快速定性和定量分析。

本发明的技术优势：

1)本发明将新型油脂净化粉(EMR-Lipid)用于贝类中多溴联苯醚分散固相萃取的前处理中，通过改进的QuEChERS技术，可实现样品中脂肪类的大量、快速去除。对比使用酸性硅胶粉、硅胶粉和中性氧化铝粉等复合材料的净化效果，发现EMR-Lipid净化粉效果更佳，且不需要提前制备，操作简单，成本较低。2)对于基质复杂样品，进一步结合浓硫酸氧化净化技术，更好的降低基质干扰，并极大的提高了检测效率。3)选用短柱长、薄液膜的毛细管柱(DB-5MS,15m×0.25mm×0.10μm)，结合气相色谱-电子轰击离子化/质谱法(GC-EI/MS)，实现了水产样品中低溴代及高溴代联苯醚的同时快速定性和定量分析。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中标准溶液的TIC图；

(BDE-209为1.0μg/mL，其他BDE为100ng/mL)

图2为本发明具体实施方式中净化效果的色谱图比较；

其中：A：2g酸性硅胶粉+1g硅胶粉+2g中性氧化铝粉；B：2g EMR-Lipid净化粉；

图3为本发明实施例中空白和贝类加标样品的提取离子色谱图(SRM)；

其中：A：空白贝类样品；B：贝类加标样品(BDE-209为50ug/kg，其他为5.0ug/kg)。

具体实施方式

在优化实验条件下，用异辛烷配置系列浓度的标准溶液。8种多溴联苯醚类皆以PCB-209为内标物质，内标法定量。表2为8种多溴联苯醚类在对应范围内的线性关系，以及通过向空白贝类样品(青岛胶州湾贝类养殖区采集的扇贝样品，样品采用说明书发明内容部分的技术方案进行处理)中添加标准溶液得到方法的回收率和灵敏度。空白和加标样品的选择离子扫描(SRM)见图3。

表2贝类样品中多溴联苯醚类添加回收实验(n＝6)

结果表明，本发明方法具有较高的灵敏度，8种多溴联苯醚类的最低检出限(LOD)为0.025μg/kg(S/N>3，BDE-209为0.25μg/kg)，定量限(LOD)为0.08μg/kg(S/N>10，BDE-209为0.80μg/kg)，同时选用三个不同浓度的加标实验，回收率在80.0％～120％之间，相对标准偏差皆小于10％，说明方法的准确性和灵敏度较高，重现性好，且方法操作简便、高效，易于普及，适合于水产样品中多溴联苯醚类残留的同时检测。

在其他方案与说明书中技术方案相同的情况下，将2g EMR-Lipid净化粉替换成本领域常用的2g酸性硅胶粉+1g硅胶粉+2g中性氧化铝粉，结果如图2所示(仅展示BDE-153和BDE-154的结果)，结果显示，本发明使用EMR-Lipid净化粉不但效果更佳(显著优于传统的方法)，而且不需要提前制备，操作简单。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。